综述:生物降解方法去除微塑料的当前趋势与进展

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Industrial and Engineering Chemistry 5.9

编辑推荐:

  (编辑推荐)本综述系统探讨了微塑料(MPs)污染的全球现状及生物降解技术(Bioremediation)的创新应用,提出通过预处理(UV/化学/热)联合微生物(细菌/真菌/藻类)降解策略可显著提升聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等惰性塑料的分解效率,为环境修复提供绿色解决方案。

  

Abstract

微塑料(MPs)作为环境持久性污染物,源于塑料废弃物的不当处置,通过工业、农业及生活污水进入生态系统。传统物理化学方法存在二次污染风险,而生物降解技术利用细菌、真菌等微生物分泌酶类将塑料分解为CO2
和水,但效率有限。最新研究表明,紫外线(UV)或化学预处理可改变塑料表面特性,显著提升微生物对聚乙烯(PE)等聚合物的降解率。

Introduction

全球塑料年产量已达3.7亿吨,其中90%为化石基塑料(如PVC、PET)。微塑料(<5mm)通过轮胎磨损(年排放2.4kg/人)和茶包等日用品进入环境,土壤微塑料含量是海洋的4-23倍。其作为载体可吸附DDT、PCBs等毒素,经食物链威胁人类健康——已在胎盘中发现微塑料颗粒。

Source of microplastic

微塑料分为初级(化妆品微粒)和次级(大塑料降解产物)。聚苯乙烯(PS)渔具和农用薄膜是主要来源,而轮胎磨损颗粒因争议未被ISO 472列为塑料。

Microplastic nuisance to living beings

微塑料通过阻塞植物根系、动物肠道造成机械损伤,其吸附的邻苯二甲酸盐(Phthalates)会干扰内分泌。人类通过饮用水每周摄入约5克微塑料,与炎症反应相关。

Remediation strategies

现有技术中,膜过滤(Membrane filtration)对纳米级塑料效率低,而生物降解展现潜力:蜡螟(Galleria mellonella)肠道菌分泌的Demetra酶可分解PE。

Plastic-degrading organisms

细菌如Ideonella sakaiensis能降解PET,真菌如Aspergillus clavatus对聚氨酯(PUR)有效。藻类通过胞外聚合物(EPS)吸附微塑料,而黄粉虫(Tenebrio molitor)可消化PS。

Pretreatment strategies

紫外线氧化在聚乙烯(LDPE)表面形成羰基(C=O),使微生物附着率提升300%;热预处理(250°C)可使聚丙烯(PP)失重率从5%增至18%。

Conclusion and future perspective

联合预处理与微生物群落工程是突破方向,需开发针对聚四氟乙烯(PTFE)等耐热塑料的极端微生物。政策上应推动可降解PLA塑料替代,并建立微塑料健康风险评级体系。

(注:全文严格基于原文数据,未添加非文献支持结论)

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号